KR101630679B1 - Method for polymerizing polyketone having low-melting point and polyketone having low-melting pointproduced using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 중합 촉매의 존재 하에서 중합하는 저융점 폴리케톤의 중합방법에 있어서, 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 3 내지 10개의 탄화수소 및 일산화탄소를 중합장치에 투입하여 제1 중합반응을 수행하는 단계; 및 상기 제1 중합반응이 10% 내지 20% 진행된 후, 에틸렌을 투입하여 제2 중합반응을 수행하는 단계를 포함한다.In the polymerization method of a low melting point polyketone in which polymerization is carried out in the presence of a polymerization catalyst according to an embodiment of the present invention, a hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms and at least one carbon monoxide containing at least one double bond in the molecule and carbon monoxide are introduced into a polymerization apparatus 1 < / RTI > polymerization reaction; And performing the second polymerization reaction by introducing ethylene after the first polymerization reaction proceeds 10% to 20%.

Description

저융점 폴리케톤 중합방법 및 이를 이용하여 제조된 저융점 폴리케톤 {METHOD FOR POLYMERIZING POLYKETONE HAVING LOW-MELTING POINT AND POLYKETONE HAVING LOW-MELTING POINTPRODUCED USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a low-melting-point polyketone polymerization method and a low-melting-point polyketone using the same. BACKGROUND ART [0002]

본 기술은 고분자의 중합방법 및 이를 이용하여 중합된 고분자에 관한 것이다.
The present technology relates to a polymerization method of a polymer and a polymer polymerized using the same.

일산화탄소와 에틸렌성 불포화 화합물과의 공중합체의 반복단위가 실질적으로 교대로 연결된 구조의 폴리케톤은 기계적 성질 및 열적 성질이 우수하고, 내마모성, 내약품성, 가스 배리어성이 높아서, 여러 가지 용도로 유용한 재료이다. 완전교대 공중합 폴리케톤의 고분자량체는 더 높은 기계적 및 열적 성질을 가지고, 경제성이 우수한 엔지니어링 플라스틱재로서 유용하다. 특히, 내마모성이 높아서 자동차의 기어 등의 부품 등에 사용되고, 내약품성이 높아서 화학수송 파이프의 라이닝재 등에 사용되고, 가스 배리어성이 높아서 경량 가솔린 탱크 등에 사용할 수 있다. 또한, 초고분자량 폴리케톤을 섬유에 이용한 경우, 고배율의 연신이 가능해지고, 연신방향으로 배향된 고강도 및 고탄성율을 가지는 섬유로서, 벨트, 고무호스의 보강재나 타이어 코드, 콘크리트 보강재 등, 건축재료나 산업자재 용도에 매우 적합한 재료가 된다.A polyketone having a structure in which repeating units of a copolymer of carbon monoxide and an ethylenically unsaturated compound are substantially alternately linked has excellent mechanical and thermal properties and is excellent in abrasion resistance, chemical resistance and gas barrier property, to be. The high-molecular weight monomers of the fully alternating copolymer polyketone have higher mechanical and thermal properties, and are useful as engineering plastic materials having excellent economy. Particularly, it has high abrasion resistance and is used for parts such as gears of automobiles, and has high chemical resistance, so that it is used for a lining material of a chemical transportation pipe and has a high gas barrier property, so that it can be used for a light gasoline tank or the like. Further, when an ultrahigh molecular weight polyketone is used for a fiber, it is possible to stretch at a high magnification, and as a fiber having a high strength and a high elastic modulus oriented in a stretching direction, it can be used as a reinforcing material for belts, rubber hoses, tire cords, It is a material suitable for industrial material applications.

그러나, 다양한 리간드와 배위결합된 팔라듐계 촉매를 이용하는 폴리케톤의 중합방법이 제시되어 왔으나, 낮은 촉매 활성으로 충분한 수율 및 품질을 갖는 폴리케톤을 수득하지 못하고 있는 실정이다.However, a polymerization method of polyketone using a palladium-based catalyst coordinated with various ligands has been proposed, but a polyketone having a sufficient yield and quality due to low catalytic activity has not been obtained.

미국공개특허 제US1985/782727A호에 폴리케톤 중합방법은 일산화탄소 및 이중결합을 포함하는 에틸렌, 프로필렌 등의 단량체로 팔라듐계 촉매의 존재 하에서 중합하는 방법이 개시되어 있다. 폴리케톤 중합은 프로필렌 투입 후 일산화탄소 및 에틸렌을 일정비율로 투입하여 중합이 이루어진다. 폴리케톤은 프로필렌 및 α-올레핀 함유량에 의해 융점이 결정되며, 폴리케톤 내 올레핀의 함량이 높을수록 융점이 낮아진다. 단량체 중 긴 사슬을 갖는α-올레핀은 반응성이 낮기 때문에 주로 프로필렌을 α-올레핀으로 사용한다. 또한 1,3-비스[비(2-메톡시페닐)포스피노]프로판을 리간드로 사용한 촉매시스템은 낮은 활성으로 인해 폴리케톤의 융점을 낮추기 어렵다는 단점을 갖고 있다.
US Patent Publication No. US 1985 / 782727A discloses a polyketone polymerization method in which a monomer such as ethylene or propylene containing carbon monoxide and a double bond is polymerized in the presence of a palladium-based catalyst. The polyketone polymerization is carried out by introducing propylene and then introducing carbon monoxide and ethylene at a predetermined ratio. The polyketone has a melting point determined by the content of propylene and an? -Olefin, and the higher the content of olefin in the polyketone, the lower the melting point. The? -Olefin having a long chain in the monomer is mainly used as? -Olefin because propylene is low in reactivity. Further, the catalyst system using 1,3-bis [non-2-methoxyphenyl) phosphino] propane as a ligand has a disadvantage that it is difficult to lower the melting point of the polyketone due to low activity.

미국공개특허 제US1985/782727A호U. S. Patent No. US1985 / 782727A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 촉매활성을 갖는 팔라듐계 촉매 하에서, 반응성이 낮은 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄화수소 및 일산화탄소를 1차 중합한 후 반응성이 높은 에틸렌을 투입하여 2차 중합하여 저융점의 폴리케톤을 제조하는 방법 및 이를 이용한 저융점 폴리케톤을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a process for producing a palladium-based catalyst having high catalytic activity, which comprises reacting a hydrocarbon having at least one double bond and carbon monoxide A method of producing a low melting point polyketone by secondary polymerization by injecting highly reactive ethylene after polymerization and a low melting point polyketone using the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 중합 촉매의 존재 하에서 중합하는 저융점 폴리케톤의 중합방법에 있어서, 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 3 내지 10개의 탄화수소 및 일산화탄소를 중합장치에 투입하여 제1 중합반응을 수행하는 단계; 및 상기 제1 중합반응이 10% 내지 20% 진행된 후, 에틸렌을 투입하여 제2 중합반응을 수행하는 단계를 포함한다.In the polymerization method of a low melting point polyketone in which polymerization is carried out in the presence of a polymerization catalyst according to an embodiment of the present invention, a hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms and at least one carbon monoxide containing at least one double bond in the molecule and carbon monoxide are introduced into a polymerization apparatus 1 < / RTI > polymerization reaction; And performing the second polymerization reaction by introducing ethylene after the first polymerization reaction proceeds 10% to 20%.

상기 중합 촉매는, 리간드에 배위결합된 팔라듐계 촉매일 수 있다.The polymerization catalyst may be a palladium-based catalyst coordinatively bonded to a ligand.

상기 리간드는, 하기 화학식 1로 표시되는 3,3-비스-[비스-(2-메톡시페닐)포스파닐메틸]-1,5-디옥사-스파이로[5,5]운데칸일 수 있다.The ligand may be 3,3-bis- [bis- (2-methoxyphenyl) phosphanylmethyl] -1,5-dioxa-spiro [5,5] undecane represented by the following formula (1).

Figure 112014038222264-pat00001
Figure 112014038222264-pat00001

상기 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 3 내지 10개의 탄화수소는, 프로필렌(propylene), 1-부텐(1-buene), 1-헥센(1-hexene), 1-옥텐(1-octene) 또는 이들의 혼합물 중 적어도 1종일 수 있다.The hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms and containing at least one double bond in the molecule is preferably selected from the group consisting of propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, Or a mixture thereof.

상기 제1 중합반응은 82℃ 내지 90℃의 온도, 50bar 내지 56bar의 압력에서 수행될 수 있고, 상기 제2 중합반응은 82℃ 내지 90℃의 온도, 50bar 내지 56bar의 압력에서 수행될 수 있다.The first polymerization reaction may be carried out at a temperature of 82 ° C to 90 ° C, a pressure of 50 bar to 56 bar, and the second polymerization reaction may be carried out at a temperature of 82 ° C to 90 ° C, at a pressure of 50 bar to 56 bar.

상기 탄화수소 및 상기 일산화탄소는, 연속 또는 비연속적으로 상기 중합장치에 투입될 수 있다.The hydrocarbon and the carbon monoxide may be continuously or discontinuously introduced into the polymerization apparatus.

상기 에틸렌은, 연속 또는 비연속적으로 상기 중합장치에 투입될 수 있고, 상기 일산화탄소와 동일한 비율로 투입할 수 있다.The ethylene can be continuously or discontinuously introduced into the polymerization apparatus, and can be introduced at the same rate as the carbon monoxide.

상기 제2 중합반응 완료 후, 상기 중합장치 내의 온도를 50℃ 내지 60℃로 낮춰 수득된 중합체를 알코올로 세정, 여과 및 건조하여 폴리케톤을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.After completion of the second polymerization reaction, the temperature in the polymerization apparatus is lowered to 50 to 60 캜, and the obtained polymer is washed with alcohol, filtered and dried to obtain polyketone.

상기 폴리케톤은 융점이 160℃ 내지 195℃일 수 있다.The polyketone may have a melting point of 160 ° C to 195 ° C.

본 발명의 다른 실시예에 따른 저융점 폴리케톤은 상기의 제조방법으로 제조된다.
The low melting point polyketone according to another embodiment of the present invention is produced by the above-mentioned production method.

본 발명에 따르면, 투입되는 단량체들의 반응성 및 높은 활성의 촉매 및 리간드를 사용하여, 고분자 사슬 내에 올레핀의 함량이 높으며 융점이 낮은 폴리케톤을 높은 수율로 수득할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 낮은 융점의 폴리케톤을 이용하여 배리어 필름, 압출, 보틀 성형 등 가공영역을 확대할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to obtain a polyketone having a high olefin content and a low melting point in a polymer chain in a high yield by using reactivity of the monomers charged and high activity catalyst and ligand. Further, according to the present invention, it is possible to enlarge the processing area such as the barrier film, the extrusion, and the bottle molding by using the polyketone having a low melting point.

도 1은 본 발명에 따른 폴리케톤 제조공정을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 폴리케톤의 BD(Bulk Density) 수치를 측정하는 장비의 사진이다.
도 3은 폴리케톤의 IV (Intrinsic viscosity) 수치를 측정하는 장비의 사진이다.
도 4는 NMR 분석을 통하여 폴리케톤 내 탄화수소 함량을 계산하여 얻은 모노머의 함량을 플로팅한 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a flow chart illustrating a process for producing a polyketone according to the present invention.
2 is a photograph of a device for measuring a BD (Bulk Density) value of a polyketone.
3 is a photograph of a device for measuring the intrinsic viscosity (IV) value of a polyketone.
4 is a graph plotting the content of monomers obtained by calculating the hydrocarbon content in the polyketone through NMR analysis.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the embodiments described in the present specification and the constitutions shown in the drawings are only a preferred embodiment of the present invention, and that various equivalents and modifications can be made at the time of filing of the present application . DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and the meaning of each term should be interpreted based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명에 따른 폴리케톤 제조공정을 나타내는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a flow chart illustrating a process for producing a polyketone according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 촉매의 존재 하에서 중합하는 저융점 폴리케톤의 중합방법에 있어서, 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 3 내지 10개의 탄화수소 및 일산화탄소를 중합장치에 투입하여 제1 중합반응을 수행하는 단계; 및 상기 제1 중합반응이 10% 내지 20% 진행된 후, 에틸렌을 투입하여 제2 중합반응을 수행하는 단계를 포함한다.1, in a polymerization method of a low melting point polyketone in which polymerization is carried out in the presence of a polymerization catalyst according to an embodiment of the present invention, a hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms and carbon monoxide containing at least one double bond in the molecule Introducing the mixture into a polymerization apparatus to perform a first polymerization reaction; And performing the second polymerization reaction by introducing ethylene after the first polymerization reaction proceeds 10% to 20%.

상기 중합장치는 원통형의 베셀 내부에 임펠러 교반기 등 반응 용매, 단량체, 중합체 등을 고속 및 균일하게 혼합할 수 있는 교반 장치를 갖는다. 본 발명의 일 실시예에서 사용되는 중합장치는 폴리케톤 이외에도 다른 중합체를 제조하는 중합장치를 이용할 수 있다. 또한, 상기 중합장치의 베셀 내부로 기체 및 액체를 공급할 수 있는 공급구를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서 폴리케톤의 단량체는 주로 기체 상태로 공급되기 때문에 베셀 내부의 압력이 크게 증가하게 되므로, 상기 베셀의 벽은 기체의 압력에 견딜 수 있도록 설계된 것을 사용하는 것이 바람직하다.The polymerization apparatus has a stirrer capable of mixing a reaction solvent, a monomer, a polymer, etc. such as an impeller stirrer at a high speed and uniformly in a cylindrical vessel. The polymerization apparatus used in one embodiment of the present invention may be a polymerization apparatus for producing a polymer other than a polyketone. Further, it is preferable that a supply port capable of supplying gas and liquid into the vessel of the polymerization apparatus is provided. In one embodiment of the present invention, since the monomer of the polyketone is mainly supplied in a gaseous state, the pressure inside the vessel is greatly increased. Therefore, it is preferable to use the vessel designed to withstand the pressure of the gas.

상기 중합장치에 용매로서 알코올 및 물을 투입하여 300rpm 내지 650rpm으로 처음부터 속도를 유지하면서 교반 진행 후 단량체 공급구로부터 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 3 내지 10개의 탄화수소를 투입한다. 상기 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 3 내지 10개의 탄화수소는 프로필렌(propylene), 1-부텐(1-buene), 1-헥센(1-hexene), 1-옥텐(1-octene) 또는 이들의 혼합물 중 적어도 1종일 수 있다. 상기 탄화수소의 종류에 따라 중합 후에 생성되는 폴리케톤의 융점이 달라지게 된다. 따라서, 수득된 폴리케톤의 용도 및 특성에 따라서 단량체로 포함되는 상기 탄화수소의 종류를 달리하여 요구되는 특성의 폴리케톤을 수득할 수 있다. Alcohol and water as a solvent are added to the polymerization apparatus, and the mixture is stirred while maintaining the speed from 300 rpm to 650 rpm from the beginning, and 3 to 10 carbon atoms including at least one double bond are introduced into the monomer through the monomer feed port. The hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms and containing at least one double bond in the molecule may be selected from the group consisting of propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, And mixtures thereof. Depending on the kind of the hydrocarbon, the melting point of the polyketone produced after the polymerization varies. Therefore, depending on the use and properties of the obtained polyketone, the types of the hydrocarbons contained in the monomers may be varied to obtain polyketones of the required properties.

상기 탄화수소를 투입한 후, 중합온도까지 승온한다. 상기 중합온도는 82℃ 내지 90℃이일 수 있고, 바람직하게는 82℃ 내지 88℃일 수 있다. 상기 중합장치 내의 온도가 중합온도가 되면, 단량체 공급구로부터 일산화탄소를 공급한다. 이 때, 상기 탄화수소와 상기 일산화탄소의 압력비는 1 : 2.3 내지 1 : 2 일 수 있다.After the hydrocarbon is charged, the temperature is raised to the polymerization temperature. The polymerization temperature may be 82 ° C to 90 ° C, preferably 82 ° C to 88 ° C. When the temperature in the polymerization apparatus reaches the polymerization temperature, carbon monoxide is supplied from the monomer feed port. At this time, the pressure ratio between the hydrocarbon and the carbon monoxide may be 1: 2.3 to 1: 2.

상기 일산화탄소가 상기 중합장치 내에 공급되어 상기 중합장치 내의 압력이 30bar 내지 35bar가 되면, 중합 촉매로서 리간드에 배위결합된 팔라듐계 촉매를 투입하여 제1 중합반응(S110)을 진행한다. 상기 팔라듐계 촉매는 초산팔라듐(Pd(OAc)2)일 수 있다. 또한 상기 리간드는 폴리케톤 중합 시에 사용할 수 있는 활성을 갖는 리간드를 사용할 수 있다. 상기 리간드로는 하기 화학식 1로 표시되는 3,3-비스-[비스-(2-메톡시페닐)포스파닐메틸]-1,5-디옥사-스파이로[5,5]운데칸일 수 있다. 또한 이때 사용되는 산(酸)으로는 트리플루오로아세트산(Trifluoroacetic Acid, TFA)를 사용할 수 있으며, 트리플루오로아세트산은 2가의 팔라듐의 안정화, 즉 촉매 활성을 유지하는 역할을 한다. 촉매의 몰비는 팔라듐아세테이트 : 리간드 : 산 = 1 : 1.05: 10 내지 1 : 1.2 : 20 일수 있다.When the carbon monoxide is supplied into the polymerization apparatus and the pressure in the polymerization apparatus reaches 30 bar to 35 bar, the first polymerization reaction (S110) is carried out by introducing a palladium-based catalyst coordinatively bonded to the ligand as a polymerization catalyst. The palladium-based catalyst may be palladium acetate (Pd (OAc) 2 ). The ligand may be a ligand having an activity that can be used in polyketone polymerization. The ligand may be 3,3-bis- [bis- (2-methoxyphenyl) phosphonylmethyl] -1,5-dioxa-spiro [5,5] undecane represented by the following general formula (1). Trifluoroacetic acid (TFA) can be used as the acid used in this case, and trifluoroacetic acid plays a role of stabilizing bivalent palladium, that is, maintaining catalytic activity. The molar ratio of the catalyst may be palladium acetate: ligand: acid = 1: 1.05: 10 to 1: 1.2: 20.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014038222264-pat00002

Figure 112014038222264-pat00002

상기 탄화수소 및 상기 일산화탄소의 반응이 10% 내지 20% 진행되었을 때, 즉, 상기 중합장치 내부의 압력이 25bar 내지 30bar가 되었을 때, 에틸렌을 투입하여 제2 중합반응(S120)을 수행한다. 이때, 상기 에틸렌의 공급량은 상기 일산화탄소의 공급량과 동일한 비율로 투입될 수 있다. 중합이 완료될 때까지 교반을 계속 유지하고, 제2 중합반응(S120)이 완료된 후에 상기 중합장치 내부의 온도가 50 내지 60℃가 될 때까지 냉각한다. 이때, 상기 냉각하는 방법으로는 냉각수(Cooling Water) 및 공기를 사용할 수 있으나, 이에 크게 제한되지 않는다.When the reaction between the hydrocarbon and the carbon monoxide proceeded by 10% to 20%, that is, when the pressure inside the polymerization apparatus reached 25 bar to 30 bar, ethylene was introduced to perform the second polymerization reaction (S120). At this time, the supply amount of ethylene can be supplied at the same rate as the supply amount of the carbon monoxide. Stirring is continued until the polymerization is completed, and after the completion of the second polymerization reaction (S120), the inside of the polymerization apparatus is cooled to 50 to 60 캜. At this time, as the cooling method, cooling water and air may be used, but it is not limited thereto.

제2 중합반응(S120)이 완료 후, 수득된 중합체를 필터를 이용해 여과를 진행하며 알코올로 세정작업 진행 후, 80℃에서 12시간 내지 16시간 건조하여 폴리케톤을 수득하는 단계(S130)를 더 포함할 수 있다. 상기 알코올로는 메탄올 또는 에탄올을 사용할 수 있다. 이때, 수득된 상기 폴리케톤은 상기 탄화수소의 종류에 따라 160℃ 내지 195℃의 융점을 갖게 된다.After the completion of the second polymerization reaction (S120), the obtained polymer is filtered using a filter, washed with alcohol, dried at 80 DEG C for 12 to 16 hours to obtain a polyketone (S130) . As the alcohol, methanol or ethanol may be used. At this time, the obtained polyketone has a melting point of 160 ° C to 195 ° C depending on the kind of the hydrocarbon.

본 발명의 다른 실시예에 따른 저융점 폴리케톤은 리간드에 배위결합된 팔라듐계 중합 촉매의 존재 하에서 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 3 내지 10개의 탄화수소 및 일산화탄소가 먼저 투입되어 제1 중합반응에 의하여 중합된 후, 여기에 에틸렌을 투입하여 제2 중합반응을 수행하여 수득된다. 저융점 폴리케톤은 고온에서 안정하다는 장점으로 기존의 제품에서 적용할 수 있는 그레이드보다 더 넓은 범위로 적용이 가능하다.The low melting point polyketone according to another embodiment of the present invention may be prepared by first introducing hydrocarbon and carbon monoxide having 3 to 10 carbon atoms containing at least one double bond into the molecule in the presence of a palladium- Polymerized by the reaction, and then ethylene is added thereto to carry out the second polymerization reaction. The low melting point polyketone is stable at high temperature and can be applied to a wider range than the grade applicable to existing products.

상기 저융점 폴리케톤의 중합방법에 대해서는 위에서 설명하였으므로, 중복을 피하기 위하여 설명을 생략하기로 한다.
Since the method of polymerizing the low melting point polyketone has been described above, a description thereof will be omitted in order to avoid duplication.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the following examples are intended to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.

실시예Example

[[ 실시예Example 1 내지  1 to 실시예Example 4] 4]

중합장치 내에 메탄올 및 물을 각각 2450L 및 40L 투입한 후, 교반하며 하기 표 1에 표시된 것과 같이 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐을 각각 210g, 260g, 390g, 520g씩 투입하였다. 중합장치 내의 중합 온도 90℃까지 승온하고, 일산화탄소를 30 내지 35bar 범위의 압력으로 투입하였다. 이후 Pd(OAc)2/HKC-100/TFA를 투입하여 1차 중합을 진행하였다. 중합이 20% 완료되었을 때, 일산화탄소와 동일한 비율로 에틸렌을 추가 투입한 후 2차 중합을 진행하였다. 2차 중합이 완료된 후, 온도를 60℃까지 낮추고, 생성된 폴리머를 메탄올로 세정하고 여과한 후 건조하여 중합체 사슬 내에 각각 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐을 포함하는 폴리케톤을 수득하였다.
2450 L and 40 L of methanol and water, respectively, were fed into the polymerization apparatus, and then 210 g, 260 g, 390 g and 520 g of propylene, 1-butene, 1-hexene or 1-octene were respectively added thereto with stirring as shown in Table 1 below. The polymerization temperature in the polymerization apparatus was raised to 90 DEG C, and carbon monoxide was introduced at a pressure in the range of 30 to 35 bar. Then, Pd (OAc) 2 / HKC-100 / TFA was added to conduct primary polymerization. When the polymerization was completed at 20%, ethylene was added in the same proportion as the carbon monoxide, and the secondary polymerization proceeded. After completion of the secondary polymerization, the temperature was lowered to 60 占 폚, the resulting polymer was washed with methanol, filtered and dried to obtain a polyketone containing propylene, 1-butene, 1-hexene or 1-octene .

비교예Comparative Example

반응장치 내에 메탄올과 물을 투입한 후 교반하며 프로필렌을 투입했다. 중합 온도 90℃까지 승온한 뒤 일산화탄소 및 에틸렌을 1:1의 비율로 중합 압력 56bar까지 투입한다. 이 후 촉매로서 Pd(II)-bidentate phosphine Ligand-Acid를 투입하여 중합을 진행하였다. 중합 후 온도를 60℃까지 낮춰 준 뒤, 생성된 폴리머를 메탄올로 세정 및 여과하여 건조 후 폴리케톤을 수득했다. 이때, 수득된 폴리케톤의 융점은 234℃였다.
Methanol and water were fed into the reaction apparatus, and propylene was added thereto with stirring. The polymerization temperature was raised to 90 DEG C, and carbon monoxide and ethylene were fed at a ratio of 1: 1 to a polymerization pressure of 56 bar. Then, Pd (II) -bidentate phosphine Ligand-Acid was added as a catalyst to proceed polymerization. After the polymerization, the temperature was lowered to 60 DEG C, and the resulting polymer was washed with methanol, filtered and dried to obtain a polyketone. At this time, the melting point of the obtained polyketone was 234 占 폚.

평가evaluation

실시예 1 내지 실시예 4에서 수득된 각각의 폴리케톤의 특성을 측정하여 표 1에 표시하였다.The properties of each of the polyketones obtained in Examples 1 to 4 were measured and shown in Table 1.

구분division 탄화수소hydrocarbon
(6(6 molmol %)%)
활성activation
(( kgkg /g. / g. PdPd /h)/ h)
BDBD
(g/(g / mlml ))
IVIV
(( dLdL /g)/ g)
융점(℃)Melting point (캜) 모노머Monomer
함량(content( molmol %)%)
실시예 1Example 1 PropylenePropylene 4.14.1 0.120.12 0.520.52 192192 11.611.6 실시예 2Example 2 1-Butene1-Butene 3.63.6 0.130.13 0.460.46 193193 3.073.07 실시예 3Example 3 1-Hexene1-Hexene 2.62.6 0.250.25 0.410.41 173173 4.994.99 실시예 4Example 4 1-Octene1-Octene 1.71.7 0.230.23 0.430.43 163163 6.996.99 비교예 1Comparative Example 1 PropylenePropylene 14.914.9 0.070.07 1.301.30 234234 4.484.48

1. 활성1. Active

상기 표 1의 활성은 팔라듐 투입량 대비 시간당 생산량을 계산하여 얻었다.
The activity in the above Table 1 was obtained by calculating the production amount per hour relative to the amount of palladium input.

2. BD(2. BD ( BulkBulk DensityDensity ))

상기 표 1의 BD는 일정 부피 내 무게를 나타내며, BD의 향상은 생산량 및 후 공정 향상 등에 영향을 미치는 요인이다. 도 2에 도시한 장비에 폴리케톤 파우더를 투입 후 100ml 부피의 용기 내에 떨어뜨려 파우더의 무게를 측정하여 BD 수치를 얻었다.
The BD in Table 1 represents the weight within a certain volume, and the improvement of BD is a factor affecting the production amount and the post-process improvement. The polyketone powder was put into the equipment shown in FIG. 2, and the weight of the powder was measured by dropping it in a container of 100 ml volume to obtain a BD value.

3. 3. IVIV ( ( IntrinsicIntrinsic viscosityviscosity ))

상기 표 1의 IV는 파우더를 일정 농도로 용액을 녹여 흐름을 측정하는 것이며, 분자의 크기 및 분자량에 관련되어 있다. 도 3에 도시한 장비에 폴리케톤 파우더를 HFIP용액에 일정 농도로 녹인 후 우베로드 관에 투입했다. 우베로드관을 IV 분석 장비 내에 넣고 25도 조건에서 일정 구간의 드랍타임(Drop Time)을 측정하여 IV수치를 얻었다.
IV in Table 1 is for measuring the flow of the solution by dissolving the powder in a predetermined concentration, and relates to the size and molecular weight of the molecule. The polyketone powder was dissolved in the HFIP solution at a predetermined concentration in the equipment shown in Fig. The Uve Rod tube was placed in the IV analysis equipment and the IV time was measured by measuring the drop time at 25 degree.

4. 융점4. Melting point

상기 표 1의 융점은 러버(Rubber)와 같은 특성에서 액상으로 특성이 변하는 온도를 나타내며, 융점이 낮을수록 다양한 그레이드에 적용 가능하다. 융점 측정 시 2회의 승온을 수행하여 측정을 하였다. 상온에서 250℃까지 승온(1차 승온) 후 다시 온도를 상온으로 냉각하였다. 상온에 도달하였을 때 다시 250℃까지 승온(2차 승온)하여 융점 결과값을 얻었다. 이때 1차 승온은 열이력 분석을 목적으로 하고 2차 승온의 결과값이 폴리케톤의 융점의 결과이다.
The melting point of Table 1 indicates the temperature at which the characteristic changes from a rubber-like property to a liquid-like property, and the lower the melting point, the more various grades can be applied. When measuring the melting point, the temperature was elevated twice to measure the melting point. After the temperature was raised from room temperature to 250 ° C (first temperature increase), the temperature was again cooled to room temperature. When the temperature reached room temperature, the temperature was again raised to 250 ° C (second temperature elevation) to obtain a melting point. At this time, the primary heating is aimed at thermal history analysis and the result of the secondary heating is the result of the melting point of the polyketone.

5. 5. 모노머Monomer 함량( content( molmol %)%)

NMR 분석을 통해 폴리케톤 내 탄화수소의 함량을 계산한 수치이다. 400MHz 1H NMR 분석을 통해 폴리케톤의 구조를 분석 가능하다. 폴리케톤 분자 내 여러 형태를 갖는 고분자가 존재하게 되는데, 모노머인 프로필렌, 1-뷰텐, 1-헥센, 1-옥텐을 각각 투입하게 되면 도 4에 도시된 그래프의 'd'같은 피크가 존재하게 된다. 프로톤(proton) 수치를 통해 모노머 함량을 계산하여 결과를 얻을 수 있다.
NMR analysis of the content of hydrocarbons in polyketones. The structure of the polyketone can be analyzed by 400 MHz 1H NMR analysis. There is a polymer having various forms in the polyketone molecule. When a monomer such as propylene, 1-butene, 1-hexene or 1-octene is charged, a peak like 'd' in the graph shown in FIG. 4 exists . The results can be obtained by calculating the monomer content through the proton values.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. The scope of the present invention should be interpreted based on the scope of the following claims and all technical ideas within the scope of equivalents thereof are to be construed as being included in the scope of the present invention. It is to be understood that the invention is not limited thereto.

Claims (12)

리간드에 배위결합된 팔라듐계 중합 촉매의 존재 하에서 중합하는 저융점 폴리케톤의 중합방법에 있어서,
분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 6 내지 10개의 탄화수소 및 일산화탄소를 중합장치에 투입하여 제1 중합반응을 수행하는 단계; 및
상기 제1 중합반응이 10% 내지 20% 진행된 후, 에틸렌을 투입하여 제2 중합반응을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 리간드는 하기 화학식 1로 표시되는 3,3-비스-[비스-(2-메톡시페닐)포스파닐메틸]-1,5-디옥사-스파이로[5,5]운데칸인 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
[화학식 1]
Figure 112016010817299-pat00003

A method for polymerizing a low melting point polyketone which is polymerized in the presence of a palladium-based polymerization catalyst coordinatively bonded to a ligand,
Performing a first polymerization reaction by introducing a hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms containing at least one double bond in the molecule and carbon monoxide into a polymerization apparatus; And
And performing a second polymerization reaction by introducing ethylene after the first polymerization reaction proceeds 10% to 20%
The ligand is a 3,3-bis- [bis- (2-methoxyphenyl) phosphonylmethyl] -1,5-dioxa-spiro [5,5] undecane represented by the following formula Lt; / RTI >
[Chemical Formula 1]
Figure 112016010817299-pat00003

제1항에 있어서,
상기 분자 내에 적어도 하나의 이중 결합을 포함하는 탄소수 6 내지 10개의 탄화수소는,
1-헥센(1-hexene), 1-옥텐(1-octene) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
The method according to claim 1,
The hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms, which contains at least one double bond in the molecule,
Wherein the polyketone is at least one member selected from the group consisting of 1-hexene, 1-octene, and mixtures thereof.
제1항에 있어서,
상기 제1 중합반응은 82℃ 내지 90℃의 온도, 30bar 내지 35bar의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first polymerization reaction is carried out at a temperature of 82 DEG C to 90 DEG C, at a pressure of 30 bar to 35 bar.
제1항에 있어서,
상기 제2 중합반응은 82℃ 내지 90℃의 온도, 50bar 내지 56bar의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second polymerization reaction is carried out at a temperature of from 82 DEG C to 90 DEG C, at a pressure of from 50 bar to 56 bar.
제1항에 있어서,
상기 탄화수소 및 상기 일산화탄소는,
연속 또는 비연속적으로 상기 중합장치에 투입되는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
The method according to claim 1,
The hydrocarbons and the carbon monoxide,
Continuously or discontinuously into the polymerization apparatus.
제1항에 있어서,
상기 에틸렌은,
연속 또는 비연속적으로 상기 중합장치에 투입되는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
The method according to claim 1,
The ethylene,
Continuously or discontinuously into the polymerization apparatus.
제1항에 있어서,
상기 에틸렌은,
상기 일산화탄소와 동일한 비율로 투입하는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
The method according to claim 1,
The ethylene,
Wherein the carbon monoxide is introduced at the same rate as the carbon monoxide.
제1항에 있어서,
상기 제2 중합반응 완료 후, 상기 중합장치 내의 온도를 50℃ 내지 60℃로 낮춰 수득된 중합체를 알코올로 세정, 여과 및 건조하여 폴리케톤을 수득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
The method according to claim 1,
After completion of the second polymerization reaction, lowering the temperature in the polymerization apparatus to 50 ° C to 60 ° C, washing the resulting polymer with alcohol, filtering and drying to obtain a polyketone Way.
제8항에 있어서,
상기 폴리케톤은 융점이 160℃ 내지 195℃인 것을 특징으로 하는 폴리케톤 중합방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the polyketone has a melting point of 160 캜 to 195 캜.
제1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 폴리케톤.

A polyketone prepared by the process of any one of claims 1 to 9.

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